不同再生稻栽培模式氮足迹及经济效益评估

有关不同栽培措施下再生稻稻田温室气体排放、碳足迹与产量变化研究已取得较大进展,然而不同再生稻栽培模式氮足迹尚不明确。因此,本研究通过大田试验,采用生命周期法,研究了不同再生稻栽培模式[常规栽培模式(CM)和两个优化栽培模式(OM1和OM2)]对水稻产量、氮足迹与经济效益的影响。其中,CM模式采用人工插秧、常规施肥、浅水淹灌、留茬高度20 cm与秸秆不还田等传统再生稻栽培技术,OM1模式采用机插秧、一次性缓释肥施用、干湿交替、头季留茬高度20 cm与秸秆还田,OM2模式采用机插秧、氮肥深施、干湿交替、头季留茬高度40 cm与秸秆还田配施腐熟剂。结果表明,OM2再生季产量和稻季总产量最高,较CM和OM1分别提高再生季产量37.1%(P<0.05)和28.1%(P<0.05)、总产量21.7%和12.5%(P<0.05)。对于再生稻氮足迹构成,OM2具有最高间接活性氮排放。对于直接活性氮排放,3个模式N_(2)O排放无显著差异;但对于头季稻NH_(3)挥发,OM2比CM显著降低14.4%(P<0.05)。因此,OM2具有最低周年活性氮排放,分别比CM和OM1显著降低10.9%(P<0.05)和2.2%(P<0.05)。对于再生稻氮足迹,OM2比CM和OM1分别显著降低26.9%(P<0.05)和13.1%(P<0.05)。此外,OM2经济效益最高,分别较OM1和CM提高20.9%和29.2%。本研究表明,OM2模式是一项降低氮足迹和提高经济效益的可持续再生稻栽培模式,值得在我国南方再生稻区推广。

Analysis on Ecological Footprint of the Urban Agglomeration in Pearl River Delta

[Objective] The research aimed to calculate and analyze ecological footprint of the urban agglomeration in Pearl River Delta in 2009. [Method] 9 cities in Pearl River Delta as research zone, by using calculation model of the ecological footprint, ecological footprint and security of the urban agglomeration in Pearl River Delta were calculated. Current situation and sustainable development condition of the ecological environment in Pearl River Delta were conducted quantitative analysis. [Result] Except construction land and woodland, other 4 kinds of lands were all in ecological deficit states in Pearl River Delta. Especially arable land and fossil fuel land had obvious ecological deficit. [Conclusion] Biological resource consumption level and energy consumption level in Pearl River Delta were higher. We ought to take a variety of measures to reduce ecological deficit, making development manner turn toward sustainable direction.

基于全生命周期法的储能技术减排降碳效益评估

基于“双碳”战略下的电网技术创新趋势,新型电力系统建设向能源电力低碳方向转型发展。储能技术作为“源网荷储”创新技术体系中的重要创新技术,衡量其减排降碳效益具有重要意义。构建了基于全生命周期法的储能技术碳足迹核算模型,明晰了储能技术各生命周期阶段的碳足迹,构建了3个减排降碳效益指标,用以评估储能技术的减排降碳效益。通过灵敏度分析了影响储能技术减排降碳效益的主要因素,并提出了相应的管理模式,以便进一步提高储能技术的减排降碳效益。

节水过程碳排放行为及其效益评估方法研究

我国水资源短缺形势严峻,节水工作迫在眉睫,然而节水行为往往会造成用水单位能耗增加,从而引起碳排放量变化。为评估节水过程的碳排放行为,推动节水减碳协同工作,本研究将水资源作为一种产品,以产品碳足迹计算方法为基础,研究形成了水资源节约过程碳排放行为和节水减碳协同效益评估方法,并以居家生活和造纸工业为典型场景,介绍了评估方法的应用情况。通过计算节水过程的碳排放行为,可以丰富节水工作的评价方法,更好地阐述节水减碳协同工作的意义,进而指导节水技术和模式的优化改进。

云南省花叶用工业大麻种植的经济效益与碳足迹分析

云南是我国花叶用工业大麻最主要的种植省份,为探寻云南省花叶用工业大麻种植的经济效益和生态效益,文章基于对云南省具有代表性的工业大麻种植公司及种植户的调研数据,利用生命周期评价的理论和方法,以整地作为起始边界,以花叶出售作为终点边界,从经济效益和碳足迹两方面对花叶用工业大麻种植过程进行分析。结果表明:在不考虑地租的情况下,育苗移栽模式种植的花叶用工业大麻成本为10371.3元/hm^(2),其中人工和农机是种植成本中的最大支出,分别占59.3%和15.5%,交售花叶的收入为24375.0~43875.0元/hm^(2),净利润为14003.7~33503.7元/hm^(2);从整地到花叶出售的整个种植周期内产生的碳排放量为1485.3 kgCO_(2)eq/hm^(2),其中,肥料是碳排放的主要贡献者,占66.1%;碳汇值为2514.0~4536.8 kgCO_(2)eq/hm^(2),净碳排放为-1028.7~-3051.4 kgCO_(2)eq/hm^(2),碳生态效率为1.7~3.1。综合看来,在云南省进行花叶用工业大麻种植不仅可以促进农民增收,还能增加碳汇,改善农业生态环境,促进农业的可持续发展。

不同再生稻栽培模式碳足迹与经济效益评估

通过大田试验,在湖北省武穴市花桥镇设置不同再生稻栽培模式:常规人工插秧模式CK与2个机插秧优化栽培模式OM1、OM2,探究不同栽培模式下稻田甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)排放、碳足迹以及净生态系统经济效益,为再生稻低碳丰产栽培提供理论依据。结果显示,栽培模式显著影响CH_(4)排放,但对N_(2)O排放影响不显著;OM2模式CH_(4)周年累积排放量相比CK和OM1模式分别降低43.5%和26.3%;栽培模式显著影响水稻产量与碳足迹;与CK、OM1模式相比,OM2模式头季产量显著增加15.2%与5.8%;再生季产量显著提高44.2%和34.7%;优化模式OM2相对于CK与OM1显著降低了碳足迹,降幅分别为40.0%和24.0%;OM2模式净生态系统经济效益最高为20 768 CNY/hm^(2),分别是CK与OM1模式的1.38与1.28倍。研究结果表明,OM2相比其他模式降低了CH4排放和碳足迹,提高了水稻产量和净生态系统经济效益。

珠三角城市群生态足迹分析

[目的]计算和分析2009年珠三角城市群生态足迹。[方法]以珠三角9个市为研究区,运用生态足迹计算模型对2009年珠三角市生态足迹和生态安全进行计算,定量分析珠三角区域生态环境现状和可持续发展状况。[结果]珠三角城市群除了建筑用地和林地稍显生态盈余外,其他4种土地类型均处于生态赤字状态,特别是可耕地和化石燃料用地,存在明显的生态赤字。[结论]珠三角生物资源消费水平和能源消费水平较高,应采取多种措施减少生态赤字,以使得发展方式向更加可持续性的方向转变。

有机物料还田和减施氮肥对麦-玉周年农田碳氮水足迹及经济效益的影响

为研究不同有机物料还田与减施氮肥处理对农田碳氮水足迹及经济效益的影响,本试验以单施化肥处理(CK,纯氮270 kg·hm^-2)为对照,设置了秸秆(J)、秸秆+牛粪(JF)、秸秆+菌渣(JZ)3种有机物料还田方式,耦合减施氮肥10%(N1,243 kg·hm^-2)、20%(N2,216 kg·hm^-2)、30%(N3,189 kg·hm^-2)3个施氮水平,共计10个处理。结果表明:与单施化肥相比,有机物料还田与减施氮肥处理能够显著提高作物产量及农田经济效益,且JZN1、JN2和JFN3处理对农田经济效益的提高效果最显著;JN1、JN2、JFN2、JFN3和JZN3处理均可以有效增加农田的净碳值及碳效率,降低农田的生产氮足迹,增加其输出氮足迹,提高氮投入有效利用水平,同时降低农田水足迹。其中JFN3处理可以在保证农田经济效益的同时,显著提高其碳效率、降低生产氮足迹、提高氮投入有效利用水平、降低农田的水足迹。因此建议豫北地区采用秸秆+牛粪还田、配施纯氮189 kg·hm^-2的施肥方式。

皖南不同种植模式碳汇效应及经济效益评价

种植模式是影响农田生态系统碳汇效应和经济效益的关键因素。探明不同种植模式碳汇特征及经济效益,对于优化当地种植模式、发展低碳绿色农业和保障农业可持续发展具有重要意义。该研究在安徽皖南地区2020—2021年设置单季稻、烟稻轮作、稻麦轮作、再生稻种植等4种种植模式,采用生命周期评价法评价了各种植模式的净碳汇效应和经济效益,系统地分析了各模式及作物的碳足迹构成、大小及其影响因素。结果表明,(1)各处理经济净收益的大小表现为烟稻>再生稻>稻麦>单季稻。烟叶高产值保障烟稻轮作的高经济效益;再生稻种植的水稻(Oryza sativa L.)产量为各种植模式中最高,其头季和再生季产量合计为12921.5 kg·hm^(-2)。(2)各处理净碳汇大小表现为稻麦>再生稻>单季稻>烟稻。再生稻N_(2)O排放量和碳排放总量比稻麦轮作分别显著降低37.2%和9.2%,再生稻生态系统的CH4和N_(2)O分别占碳足迹构成的54.5%和18.0%。(3)通过控制农田水分、提高肥料利用率以及对再生稻适当高留桩等方式降低CH4排放是再生稻种植模式减少碳排放的关键。烤烟(Nicotiana tabacum L.)生态系统碳足迹构成中N_(2)O、肥料和农膜所占总排放的比例均超过了20%,并且其劳动力(11.7%)和燃油(12.7%)所占比例远大于水稻和小麦(Triticum aestivum L.)。(4)各种植模式中,烟稻轮作具有较高的经济效益,是保障烟粮双丰收的高效种植模式,但是呈现负碳汇效应,因此,应重点加强该模式机械化生产和烟叶烘烤节能减耗方面的研究。而再生稻水稻产量高,且成本投入和碳排放较低,符合中国倡导的“双碳”理念,应在该区和类似区域大力推广。综上,该研究定量评价了皖南地区4种种植模式的经济效益和碳汇效应,为该区和类似区域农业节能减排和绿色高效生产提供了技术模式及理论依据。

能源足迹改进方法及其在区域能源利用效益分析评价中的应用

在分析和总结能源足迹传统方法及其研究进展的基础上,从系统论和物质流分析的角度,通过净初级生产力将能源足迹与生物生产性土地变化相结合,提出了能源足迹改进方法,并据此构建了能源利用效益综合评价框架。以吉林省为例,分析和评价了1999～2008年的能源足迹和能源利用效益。结果显示,吉林省人均能源足迹从0.249hm2/人增至0.524hm2/人,且与人均GDP在年均增速上显著相关(R2=0.7574,p<0.05);能源足迹构成中,比例最高的煤炭足迹从68.40%增至74.99%,而石油、电力和天然气足迹均有不同程度下降;同期能源足迹强度从0.387hm2/万元降至0.221hm2/万元,能源足迹弹性系数从0.059增至0.558,并呈近似周期性波动,能源足迹压强从0.348增至0.759。结果表明,过去10a来吉林省能源利用效益有所提高,但生态环境压力也在增大。今后较长一段时期内,吉林省能源足迹增长将逐渐放缓甚至下降,能源利用效益会有较大幅度提升。

住区生态技术的环境贡献与经济成本关系研究

生态技术的选择是生态建筑设计的重要内容,目前我们的选择多主要以环境最优为目标,但在实践中,成本也是一个至关重要的约束条件,如何有效兼顾来自环境层面与经济层面的要求,成为生态技术选择面临的重要问题。在引入生态足迹的分析指标和借鉴经济学的成本—效益评价方法的基础上,论文试图通过评价生态技术生态效益与经济成本的综合性质,为生态技术的选择提供更为客观的依据。

人口、产业和经济城镇化对水资源效益的空间溢出效应

论文基于水足迹理论,利用2004—2018年省际面板数据对长江经济带水资源效益进行评价,并运用空间计量模型,检验了研究期间区域人口、产业和经济城镇化对水资源效益的非线性影响关系及其空间溢出效应。结果表明:1)2004—2018年长江经济带的水资源经济效率与水资源贡献率有所提升,水资源压力不断增长;2)城镇化和水资源效益均表现出显著的空间集聚特征;3)产业和经济城镇化对水资源经济效率表现为先降后升的"U"型关系,对水资源压力呈先加剧后缓解的倒"U"型减压特征,人口城镇化对水资源经济效率的表现与产业和经济城镇化对水资源经济效率的表现刚好相反;4)人口和产业城镇化对水资源效益产生了明显的空间溢出效应并存在"门槛"现象,目前长江经济带产业和经济城镇化效应门槛已基本突破,仅部分西部地区的人口城镇化溢出效应门槛依然存在。

发展受限视角下的武汉城市圈跨区域农田生态补偿额度测算

在国土资源非均衡开发、基本农田发展受限的背景下,综合运用效益转移法、生态足迹、生态承载力的理论和方法,计算武汉城市圈48个县（市、区）之间跨区域的农地生态补偿额度.结果发现：2008年单位面积的农田发展权价格最高的是东西湖区,为21.67万元/hm^2,最低的为孝昌县,仅为434.28元/hm^2;2008年武汉城市圈总生态赤字面积为102.72万hm^2,48个县市区中24个亏损区,24个盈余区,其中武昌区的亏损面积最大,为-9.93万hm^2,麻城市的盈余面积最大,为4.50万hm^2;支付额度最大的区为江汉区,年支付额度为63.08亿元,江夏区应该接受的农田生态补偿额度最高,为3.03亿元;武汉城市圈各县（市、区）跨县域转移的农田生态补偿额度绝对值占到自身财政收入的比例为0.03％～21.94％,纳入农田生态补偿支付前后,共有33个县（市、区）的GDP排名发生了变化.保护农田资源,维护农田生态产品供给的多样性和持续性,就必须在不同土地开发类型区之间确立适宜的农田生态补偿标准,建设农田生态补偿机制.

基于生态足迹的海南农产品结构优化分析

简要介绍了生态足迹方法和农产品结构优化模型,对海南省2003年主要农产品产值足迹进行计算与分析。结果表明,蕃薯、土烟、蔬菜、瓜类、水果、禽肉、菠萝、荔枝、柑桔橙、龙眼、芒果、橡胶、咖啡、茶叶、胡椒、腰果的产值足迹最低,其生态经济效益最高;糖蔗、奶类、禽蛋、香蕉的产值足迹较低,其生态经济效益较高;猪肉、淡水产品的产值足迹高,其生态经济效益低;谷物、大豆、海产品、槟榔的产值足迹较高,其生态经济效益较低;油料、牛肉、羊肉、木材的产值足迹最高,其生态经济效益最低。为提高生态经济综合效益,应优先发展林业(除木材业外),积极发展农产品种植业,限制发展畜牧业和木材业。

恩施州生态效益分析

运用生态足迹模型,对恩施州生态足迹和生态承载力进行了详细的计算。结果表明,该地区2013年人均生态足迹为1.492 2 hm2,人均生态承载力为0.780 6 hm2,人均生态赤字达到0.711 6 hm2。运用生态效益模型,通过对生态赤字的货币化处理,将生态账户的六大地形全部转换成林地,并通过林地的碳汇价值进行转换,得到恩施州货币化的生态赤字金额为186.95亿。基于此结论,对恩施州的生态可持续发展提出合理建议,以期为该地区经济与生态环境保护的和谐发展提供科学依据。

双季稻减排增收的水氮优化管理模式筛选

为筛选出"低投入-低排放-高收益"的稻田水氮管理模式,该研究以汉江平原双季稻为研究对象,设计4种氮肥管理方式:1)普通尿素;2)树脂包膜控释尿素;3)普通尿素减氮20%;4)控释尿素减氮20%,和2种水分管理方式:1)常规灌溉;2)薄浅湿晒节水灌溉。采用静态箱-气相色谱法测定甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)的排放量,应用生命周期法(Life Cycle Assessment,LCA)计算水稻生产碳足迹,基于成本收益核算分析单位水稻产量和单位净收益的碳排放强度。结果表明,控释尿素能有效提高双季稻产量,节水灌溉和减氮20%能节约投入成本,对双季稻产量存在一定负效应,但差异不显著。相比普通尿素和常规灌溉,不同水氮优化处理可不同程度降低水稻生产的碳足迹和排放强度,并有助于提高收益。其中节水灌溉搭配控释尿素减氮的综合减排效果最好,早、晚稻总减排量分别为45.8%和42.5%(P<0.05),同时全年净利润最高,达14340元/hm^2。因此,节水灌溉、控释尿素同时减氮20%的组合技术可实现稻田节本减排增收。

湄公河流域生态系统服务与利益补偿机制

湄公河流域是中国"一带一路"沿线的重要门户,核算流域各国的生态系统服务价值(Ecosystem Service Value,ESV)与利益补偿量,对建立各国资源利用与经济补偿的联动关系、促进流域协调发展具有重要意义。基于生态足迹理论,对湄公河流域1995—2015年的ESV和生态盈余(或赤字)状况进行了动态评估,结合流域各国的实际经济发展水平对生态补偿优先级进行量化分析,初步建立了各国ESV与实际生态补偿量的转化关系,并对"生态消费型"国家在现状年(2015年)的实际生态补偿量进行了确定。结果表明:1)湄公河流域ESV由1995年的1289.76亿美元下降至2015年的1259.21亿美元,各国ESV从大到小依次为:泰国、老挝、柬埔寨、越南、缅甸;各国林地ESV的比例最大(>60.0%),水域和湿地ESV比例的增幅最快,近20 a增加了4.5%。2)1995-2015年间,流域境内的缅甸、老挝两国为生态盈余状态,其他3国为生态赤字状态,且赤字水平呈逐年加重趋势,其中泰国、越南两国对全流域生态足迹(Ecological Footprint,EF)的贡献比例高达80.1%。3)流域上游的缅甸、老挝两国为"生态输出型"国家,下游的3个国家为"生态消费型"国家,其中泰国、越南两国经济发展水平较好且生态补偿优先级系数(Ecological Compensation Priority Sequence,ECPS)更低(分别为0.05和0.09),均低于其他3个湄公河流域国家(缅甸:2.67,老挝:1.16,柬埔寨:0.55),应率先进行生态支付。4)结合流域各国的实际经济发展水平,初步确定下游"生态消费型"国家应支付实际生态补偿合计680.63亿美元,泰国、越南和柬埔寨分别支付507.73、167.61和5.29亿美元。该研究结果可为湄公河流域资源管理和生态补偿政策的建立提供理论支撑,并为其他跨境流域相关的研究提供借鉴与参考。

基于生态足迹的建设项目生态效益评价研究

目前建设项目已对生态环境造成了前所未有的负面影响,迫切需要降低建设项目的生态环境影响,提高其生态效益。构建了全寿命周期生态足迹测算模型体系,基于建设项目提供容纳人数和活动空间两方面功能价值的考虑,提出了全寿命周期生态足迹人年均效益和空间效益指标,用于测算建设项目全寿命周期的生态效益,以反映实现以上两方面功能价值所消耗的生态足迹是否满足生态可持续性发展要求。并研究了武汉展馆项目全寿命周期的生态效益,结果表明,与传统项目相比,该展馆项目绿色设计方案的生态效益呈现出很大程度的提高,但仍有提升空间。

产品低碳设计研究现状与发展趋势

为了从源头上解决环境问题,从概念设计、结构设计、参数设计三个阶段对产品低碳设计理论进行了论述,介绍了产品碳足迹评估方法,提出了狭义碳效益和广义碳效益的概念。在总结目前低碳设计研究进展的基础上,对产品低碳设计的发展愿景和方向进行了讨论。

清洁电力生产的生态效益评价方法研究

清洁电力替代化石能源是应对全球气候变化的重要途径,不同电力生产方式的生态足迹差异会影响区域和全球生态系统服务。清洁电力生产的生态效益评价尽管很受重视,但是尚缺少一种定量方法。从电力生产基地直接和虚拟占地方面评价生态足迹,结合4种生态系统服务功能综合评价电力生产基地的生态影响,构建针对清洁电力生产的生态效益评价方法。基于全球能源互联网发展合作组织2050年全球清洁电力基地规划情况的研究发现:(1)水能、风能和光伏基地对土地利用的影响面积分别为52.9万、0.339万和1.94万km2;(2)发展水电、风电和光伏发电对拉丁美洲和加勒比地区的调节服务、北美和南亚的供给服务影响最大,中东和北非发展风电和光伏发电对整体生态系统服务功能影响不大,全球清洁电力生产生态效益最大的区域为中国及周边,最小的为澳大利亚、新西兰和日本;(3)相较传统火电,每1 GWh清洁电力带来约44万美元的生态效益。所构建的清洁电力生态系统服务价值评估模型将生态足迹的直接和间接影响进行统一,具有跨区域、跨类型对比的特性,为未来的能源发展生态效益评价提供了一种新思路。